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废气处理厂家给大家分析低温等离子光触媒催化在VOC技术

2021-03-09

下面废气处理厂家给大家分析低温等离子光触媒催化在VOC技术

一、低温等离子光触媒催化在VOC废气处理

采用低温等离子体等离子体技术处理污染物的基本原理是:介质放电产生大量的高能量电子轰击污染物分子,使之电离、解离和激发;随后引发一系列复杂的物理、化学反应,将复杂的大分子污染物转化为简单的小分子安全物质,或将有毒有害物质转化为无毒或低毒低害物质,使污染物降解去除。应用低温等离子体技术处理大气中的低浓度污染气体具有很高的处理效率,是一种性价比非常高的效率处理技术。

本发明具有效率高,成本低,设备适应性强,占地面积小,操作方便,开停方便,与喷漆工艺同步化,可根据污染源强度和排放要求进行升级等特点。等离子体技术作为环境污染治理领域的一项具有巨大潜力的高新技术,已引起国内外相关学科的高度重视。

单一等离子体处理有机废气效率高、副产物少,不会造成二次污染,但其能耗高、能效低是目前需要解决的问题,等离子体复合光催化技术可以弥补这一不足。等离子体催化剂选择了TiO2,它是一种半导体化合物,它只被吸收一个较短的太阳光,并激发它的活性,因此在设计反应装置时需要加入一个紫外光源。

二、低温等离子光触媒催化在VOC技术分析

1、吸收技术。

吸收技术是利用具有较大比表面积的固体吸附剂吸附废气中的VOC,从而将有害成分与气体分离,在吸附达到饱和时,以蒸汽或热风等作为脱附剂,将吸附剂表面的VOC脱附并回收。

2、冷凝技术

凝结技术是利用气体污染物具有不同的饱和蒸气压,通过降低温度或增加压力,将VOC凝结成液滴从气体中分离出来,然后借助不同的凝结温度,逐步分离出污染物。

3、膜分离技术

膜法是利用不同气体分子通过聚合物膜的溶解和扩散速度不同,在一定压力下达到分离目的的方法。膜片两面的气体分压差是膜分离的驱动力,它可以通过对进气进行压缩或在膜渗透面采用真空泵实现,因此常与凝结或压缩工艺相结合。

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4、燃烧治理技术和催化燃烧技术

根据热回收方式的不同,直接燃烧技术可分为直接燃烧法和蓄热燃烧法。将有机废气加热到一定温度(约800℃)后,直接燃烧,使之完全氧化分解,生成CO2、H2O等。蓄热式焚烧法是利用燃烧尾气中的热量,将尾气加热后进行处理,节能效果显著,该方法的除尘效率可达99%以上,但在燃烧不完全时易产生氮氧化物,造成二次污染,适用于汽车、家电等烤漆行业高温、高浓度有机废气的治理。

通过在燃烧系统中加入催化剂,可燃VOC可以在300~500℃的温度范围内催化氧化分解成CO2、H2O等可燃VOC,从而在催化剂表面产生多相氧化反应。与热焚烧相比,催化燃烧温度低,可大大降低设备运行费用,但当废气中含有硫和卤素有机物,可能导致催化剂中毒时,催化燃烧方法不适用。

5、光触媒催化降解技术

由于纳米TiO2光触媒对半导体微粒的量子尺寸降解作用,使其具有较强的光触媒催化氧化还原活性,使其导带、价带宽、导带负数及价带带宽加大,从而提高了其光触媒催化氧化还原活性。

短波紫外线具有很强的光子能量,当环境中的紫外光能等级高于大多数排出物的分子结合能时,可以把污染物分子的键分解成游离态离子,短波长波能在200nm以下分解O2分子,产生臭氧O3(经过大量实验验证,选择波长185nm)。

为达到废气净化处理的目的,污染物离子的游离状态非常容易与O3发生氧化反应,产生CO2、H2O等简单、低害或无害的物质。由于得到了复合离子光子的能量,臭氧在紫外条件下可以非常快地分解,分解后产生更多的氧化自由基O,OH和H2O。

OH和H2O与臭气发生一系列协同、连锁反应,臭气终被氧化降解为低分子物质、CO2和H2O,从而达到终除臭目的。在此基础上,进一步发现,臭气相对分子质量越大,紫外光解氧化作用越明显。大多数化学物质在特殊的紫外光等级下可以被有效分解。

6、生物降解技术

该技术是将含VOC的废气通过传质过程,进入微生物悬液或生物膜中,利用好氧条件下的降解菌种,将VOC在废气中降解成CO2、H2O等。微生物法净化VOC废气的关键是驯化微生物和培养降解细菌。

现有的生物菌种对有机物的消解具有很强的专一性,只能处理单组分易生物降解的有机化合物,如醇类、醛类、酮类、酯类、单环芳烃、氨和硫化氢等,且单组分对VOC的消解能力大小顺序为:醇、醛、酮等含氧烃>单环芳烃如BTEX>卤代烃,单组分单环芳烃对VOC的消解能力大小顺序为:甲苯>苯>乙苯或二甲苯>氯苯或二氯苯。当处理混合组分的VOC时,由于组分之间存在竞争和抵制作用,会产生降解歧视,因而生物法治理有机废气的普适性较差。

7、低温等离子体净化技术

高能量态低温等离子体组成了低温等离子体高能量态粒子。低温等离子体降解VOC原理介质中放电产生的大量携带能电子轰击VOC分子,使之电离解离并激发,引发一系列复杂的物理化学反应,将复杂的大相对分子质量的有机废气降解成简单的小相对分子质量的物质,或将有毒有害物质转化成无毒无害或低害的物质,从而将VOC降解去除。携带能电子的平均能量为10eV左右,适当控制反应条件可以实现一般难以实现或快速发生的化学反应。


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